张继娜,邓毅,李雨姝,商晓瑜,赵东昕
陕西交通控股集团有限公司西汉分公司 710054
摘要:为满足人们生活和工作中对电力能源的需求,我国投入较多的资金用于建设电力设施,从而不断扩大电网规模。在电网中配电线路是重要的组成部分,加强配电线路检查工作,可以及时发现配电线路存在的安全隐患,针对安全隐患实施解决措施,保证配电线路以及设备处在安全稳定的运行状态。
关键词:带电检测技术;配电线路;设备运检;应用分析
1.带电检测
带电检测技术应用的主要意义,是配电线路可以处于正常的运行状态下开展检测工作,配电线路在运行过程中,通过带电检测技术,可以实时掌握配电线路和设备的运行情况,一旦发现配电线路和设备存在问题,可以及时对存在问题的线路和设备实施处理措施,避免线路和设备出现问题,影响到电力网络正常的运行。配电线路和设备保持在运行状态,若绝缘材料的绝缘性能出现问题,或者设备所处的环境发生变化,如环境温度过高或者湿度较大等,都会引发线路和设备出现局部放电等安全问题,一旦局部放电现象加重,会破坏配电线路和设备,进而出现运行故障。
2.配网带电检测技术
2.1状态检测技术
对配电线路和设备的状态进行检测时,为获取配电线路和设备的相关信息,通常会采用两种检测方法,分别为在线检测法和带电检测法。采用在线检测法,需要将检测设备安装在被检测设备上,并长期监测设备的运行情况。采用带电检测法,使用试验设备、仪表设备等,检测带电运行状态下的设备,可以及时掌握设备的运行情况以及潜在的安全隐患。配电线路设备在运行过程中,采用带电检测方法,使配电线路设备处于正常的运行状态,掌握被检测设备的实际情况的同时,还避免影响到用户的正常用电。
(1)局部放电。测试配电线路设备的绝缘性能,需要采用局部放电检测技术,一方面可以掌握配电线路设备的绝缘性能和寿命等实际情况,另一方面可以准确查找出引发设备局部放电的原因,如绝缘强度不足、温度高或者潮湿的环境等,一旦配电线路设备发生局部放电情况,会影响到配电线路设备正常的使用。
(2)检测方法。在检测配电线路设备局部放电情况时,还应考虑到其他问题,包括不同类型的电磁波、声音信号等。针对检测过程中可能出现的问题,采用不同的检测方法,并且选用的方法,还应考虑配电线路设备的容量、结构以及造价等,以便获得精准的检测结果。现阶段检测配电线路设备的局部放电现象,采用的方法包括声音、光声光谱、局部测量以及高频等方法。对配电线路和设备进行检测时,应根据IEC62478标准,可以使配电线路设备处于正常运行状态下进行测试,按照该标准,可以采用声音方法检测局部放电情况。
2.2红外热成像技术
红外热成像是一种通过光电元件来检测物体表面产生的辐射能,再经光电转化及信号放大等过程,将接收到的红外辐射信号转变成可视化的图像,反映物体表面温度的技术,目前广泛应用于电力、机械、建筑等领域。对于配网架空线路中出现较多的连接不良、设备锈蚀老化、长时间过负荷运行等缺陷,设备表面均会出现异常的高温现象,通过对温度的检测就可获取相应设备当前的健康状态。
常用的红外测温仪工作原理如图1所示。首先通过红外光学镜头组件将被测物体发出的能量信号聚焦到设备的探测器上,然后通过信号转换处理,形成反映物体热量的图形,并可通过人机交互单元实现设备参数设置及图形保存、调取等操作。
2.3超声波局放检测技术
我国电网使用工频50Hz进行电力输送,当线路、设备出现绝缘老化、虚接、脏污等缺陷时,往往使得绝缘设备、线路周围的电场分布不均,而长期的电场分布不均匀会导致绝缘介质损坏,发生局部放电现象,进而造成电力线路、设备的电气性能、机械性能下降,形成隐患。超声波局放检测技术是一种对频率处于20~200kHz的声信号进行检测的技术,而配电设备、线路局部放电产生的声信号刚好处在这个频段,因此利用超声波局放检测技术可对配电设备的绝缘性能进行检测,而局部放电的强度可反映被检测设备绝缘性能的好坏。
超声波局放检测仪的工作原理如图2所示。首先通过超声波传感器获取被测物体的局放信号,然后通过内置信号分析处理模块对信号进行转化、分析,并以波形或声音的形式显示出来,同时可通过人机交互单元进行设备参数及波形存储、调用等操作,以利于分析设备状态。
2.4暂态地电压检测技术
配电线路设备出现局部放电情况时,会使设备与接地系统之间产生暂态电压脉冲。采用暂态地电压检测技术,通过检测配电线路设备的局部放电情况,可以收集到放电点发出的辐射电磁波信号,根据信号的变化,判断设备金属外壳带有的暂态地电压持续状态。暂态地电压检测过程,将检测装置安装在设备上,由于设备出现局部放电的情况,产生的电磁波信号向相反的方向传播,在传播过程中接触到金属外壳,外壳产生的电压,经由检测装置的检测,可以发现设备存在的问题。
采用暂态地电压检测技术,可以检测多种配电线路设备,包括TEV传感器、开关柜以及配电柜等设备的局部放电情况。以检测TEV传感器为例,将检测装置放置在传感器的两端,通过两端的接收装置,可以确定局部放电的位置,掌握局部放电的强度和频度。暂态地电压技术在检测过程中,获得的电压幅值,与局部放电的放电量和传播途径有关,获得的衰减量,与放电点的位置、设备内部结构有关。
2.5高频检测技术
高频检测技术一般检测频率在3~30MHz范围内的配电线路设备,通过采集、分析和判断设备局部放电脉冲信号,使配电线路设备处于正常运行状态下,即可完成局部放电检测工作。配电线路设备出现局部放电情况时,会在电流经过的区域产生磁场,通过测量磁场中的脉冲电流形成的磁力线,可以绘制出放电时脉冲波形,以便确定波形的时域和频域特点,根据特点运用聚类分析法,有效分离放电过程产生的信号,通过分析信号,掌握配电线路设备引发局部放电的原因。高频检测技术主要应用在高频穿心式互感器接地设备,通过检测可以检测出配电设备存在的缺陷,其中以绝缘缺陷为主。
结 语:
在检测配电线路设备时,使配电线路设备处于带电状态检测,需要使用到不同的带电检测技术,采用不同的技术,既能准确掌握局部放电的原因和位置,还能获得良好的检测效果,并保证电网可以正常的供电,避免影响到用户正常的生活和工作。
参考文献:
[1]钟伟,朱泽厅.配电网架空线路带电检测技术应用探讨[J].浙江电力,2016,35(04):18-21.
[2]赵东明,李华,闫国宏,张存建.带电检测技术在配电线路设备运检中的应用[J].电工技术,2020.